技术分析
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一.均质效果分析
一般物料,压力越高物料粒径越细越均匀,30MPA以下机型,主要用于液—液乳化。 一般一级装平面阀,二级为W型阀,W型均质阀效果要优于平型阀,并实现多次均质过程。
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均质效果
W 型阀与平面阀对照(以牛奶为比例)
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均质压力达30MPA以上时,对液——固的分散液开始起作用,压力高达60MPA时对大部分物料粒径能达到2μm以下,当物料达到80MPA以上时作用更明显,主要用于颗粒超细破碎,一般物料能达到1μm以下。如达到100MPA以上时,能制出更细微的颗粒,部分物料粒经多次超高压力均质后,能得到0.1-0.5μm以下的子粒制备出纳米级的材料。
各种物料均质压力的使用范围:
| 鲜牛奶 |
20Mpa以下 |
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花色牛奶 |
40Mpa以下 |
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果汁饮料 |
30Mpa以下 |
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植物蛋白饮料 |
45Mpa以下 |
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有机顏料 |
90Mpa以下 |
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染料 |
90Mpa以下 |
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大肠杆菌 |
60Mpa以下 |
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酵母菌 |
90Mpa以下 |
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脂肪乳 |
100Mpa以下 |
| 要得到1μm以下粒子若压力须在100
Mpa以上
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| 一般情况下,压力越高,粒子越细越均匀,如一次均质不够可进行多次均质
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物料分层的分析和探讨
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在使用均质机后,物料产生分层。
现在让我们一同来分析一下产生分层原因。
当物料放入液体中,该液体的密度和放入物料的密度决定了物料的沉浮。如果物料的密度大于液体它则下沉,小于液体则上浮。在重力的作用下,液体介质中的固体粒子或液滴最终获得稳定的速度,称沉降速度,沉降速度的大小由以下物理量决定:
粒子直径直 d
粒子密度 ρp
介质液体的密度 ρp
介质液体的粘度 η
重力加速度 g(9.8m/s)
如果这些量值是已知的,那么粒子或液滴的沉降速度(V g)
可以用以下公式计算:
(斯托克斯定律)
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以上方程告诉我们粒子或液滴的沉降速度
● 沉降速度随着粒子直径的平方而增加这说明5μm的粒子(5*5=25)要比1μm粒子(1*1=1)沉降快25倍。●
沉降速度随着物料的密度差的增加而增加。
● 沉降速度随着物料与介质的粘度减小而增加。
● 18 是常数
● 重力加速度g为9.8m/s 从以上分析: 高压均质机能把颗粒破碎至2μm以下或更细微1μm以下,粒子直径 的大小与沉降速度是平方的关系,所以粒径的大小是沉降速度的关键。
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三.均质原理和空穴效应:
伯努利定律(理想液体作稳定流动时的能量守恒定律)在密封管道内流动的理想液体具有三种能量:压力能、动能和势能,它们可以互相转变,并且液体在管道内的任一处这三种能量总和是一定的。
由以上定律的出伯努利方程式:

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★ 空穴现象:在液流种,如果某一点的压力低于饱和蒸汽压时液体就开始沸腾形成气泡(同时溶于液体中空气都游离出来形成气泡)这些气泡混杂在液体中产生气穴,使液体不成为连续流动的状态,这种现象称为空穴现象。 |
当物料高压低速进入均质阀,流径阀座和柱阀窄小间隙进入低压区,根据伯努利定律:压力能转变为动能,巨大的动能把流速提高到300-500米/秒,此时压力迅速下降至饱和蒸汽压力下,物料中形成气泡,出现空穴现象。在一个巨大的压力下跌的作用下使物料失压、膨胀、爆炸。在巨大动能作用下,物料颗粒通过阀件的窄小间隙产生强烈剪切,另由于巨大的动能物料以300-500米/秒(100Mpa可达500-1000米/秒)的速度,撞于冲击挡圈上等各种综合因素的作用下,把物料颗粒破碎的极细微。
均质机远程控制和其他用途
随着现代化大工具自动化生产的需要,均质机可以独立串联生产线上,其操纵和观察可在控制室内进(600Mpa以下机型)
均质机除了均质之外,机器还可作为其它用途。
把均质阀调成超压保护安全阀,即可作为一台完整的高压柱塞泵,可用于地质钻探,地层深处注水,化肥及化工料液的高压输送等。可用作高压喷雾。机器一头留有一个高压出口,与高压喷头接通后,即可进行高压喷雾,其均质阀可作过载安全阀使用,在奶粉、豆奶粉等行业广泛应用。东华牌高压均质机还可作为均质喷雾多用机。即在一台机器上将物料先通过高压均质,然后进行高压喷雾的过程(一级工作阀调成均质压力、二级工作阀调成喷雾压力),起到一机多用的功能 |
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